DE10112478A1 - Verfahren zum Sortieren einer Faserstoffsuspension - Google Patents

Abstract

Das Verfahren dient zum Sortieren einer Faserstoffsuspension, wozu in der Regel ein Drucksortierer mit einem Sieb (2) und einem bewegten Räumer (1) eingesetzt wird. Auf der dem Sieb (2) zugewandten Seite weist der Räumer eine Oberfläche (3) auf, die erfindungsgemäß mit einer Vielzahl von Vertiefungen (4) versehen ist. In der Folge der Relativbewegung zwischen dem Räumer (1) und der ihn umgebenden Faserstoffsuspension werden nicht ortsfeste Mikrowirbel (5) erzeugt. Spezielle Formen des Verfahrens verwenden ein Sieb, welches an der Zulaufseite keine hydraulisch wirksamen Nuten oder Stufen aufweist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Verfahren sind dazu vorgesehen, um die Faserstoffsuspension in einer Nasssiebung zu bearbeiten. Eine hierzu verwendbare Vorrichtung wird Drucksortierer genannt. Er enthält z. B. ein zylindrisches Siebelement mit einer Vielzahl von Öffnungen, welches als Siebkorb bezeichnet wird. Es sind aber auch Sortierer mit ebenen Elementen bekannt. Die in der Suspension enthaltenen Fasern sollen durch die Öffnung hindurchtreten, während die nicht gewünschten festen Bestandteile daran abgewiesen und aus dem Sortierer wieder herausgeleitet werden. Ein anderes denkbares Verfahrensziel ist die Aufteilung der Faserstoffsuspension in zwei Fraktionen, welche jeweils unterschiedliche Fasern enthalten, insbesondere kürzere oder längere Fasern. Als Sortieröffnungen werden in der Regel runde Löcher oder Schlitze verwendet. Um das Zusetzen der Sieböffnungen zu verhindern, werden Siebräumer verwendet, welche dicht an dem Sieb vorbei bewegt werden.

Die Wirkung der oben genannten Siebräumer lässt sich in vielen Fällen wesentlich verbessern, wenn die Sieboberfläche nicht glatt ist, sondern eine Kontur aufweist, die zu Wirbeln in der an ihr vorbeiströmenden Suspension führt. Ein solches Sieb ist z. B. aus der DE 33 27 442-A1 bekannt. Je nach dem, auf welche Weise ein solches konturiertes Sieb hergestellt wird, kann der Aufwand dabei mehr oder weniger stark steigen. Insbesondere bei Sieben mit durch Bohren, Fräsen oder Schneiden hergestellten Sieböffnungen wirkt sich das Konturieren so aus, dass die Herstellkosten wesentlich höher sind. Das gilt z. B. für die in großen Stückzahlen hergestellten Loch-Siebkörbe, deren Sieböffnungen durch Bohren eingebracht werden.

Es ist auch bekannt, die Oberflächen der Siebräumer nicht glatt auszuführen, sondern mit Rillen zu versehen. So zeigt die EP 0 332 123 B1 verschiedene Rotoren für Drucksortierer, welche Flügel oder Schaufeln aufweisen, die sich nahe an der Oberfläche des Siebes bewegen lassen. Diese Flügel oder Schaufeln sind mit Nuten versehen, die so gestaltet und ausgerichtet sind, dass sie den Siebrückstand, also das, was am Sieb abgewiesen wurde, axial weiter schieben. Problematisch kann es sein, wenn dadurch auch Fasern und Faserflocken, also nutzbare Teile der Faserstoffsuspension, zu schnell zusammen mit dem Schmutz in den Rejekt ausgetragen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Sortieren einer Faserstoffsuspension zu schaffen, bei dem das verwendete Siebelement zuverlässig frei gehalten wird und der apparative und betriebstechnische Aufwand möglichst gering gehalten werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erzeugten Mikrowirbel sorgen für einen intensiven Stoffaustausch zwischen dem das Sieb freihaltenden Räumer und der Oberfläche des Siebes. Diese Mikrowirbel sind nicht ortsfest und unterscheiden sich darin von am Sieb gebildeten Wirbeln. Durch den erwähnten Stoffaustausch können Partikel, die zunächst am Sieb zurückgehalten worden sind, schnell aus dem Zulaufbereich der Sieböffnung entfernt werden. Bei entsprechend günstiger Ausgestaltung der die Mikrowirbel erzeugenden Vertiefungen kann der gesamte Siebbereich erreicht und damit optimal genutzt werden.

Die gebildeten Mikrowirbel können so wirksam sein, dass zumindest in bestimmten Fällen das verwendete Sieb eine glatte Oberfläche hat, was dieses wesentlich verbilligen kann. Es bilden sich dann weniger oder keine stationäre Wirbel am Sieb. Es ist damit zu rechnen, dass der Energiebedarf, der zur Räumung der Sieboberfläche aufgebracht werden muss, gesenkt werden kann.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert an Hand von Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1 Teile des Siebräumers und Siebes zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 Teile von Sieb und Räumer mit variiertem Sieb;

Fig. 3 Teil eines erfindungsgemäß ausgestalteten flügelförmigen Räumers;

Fig. 4 schematische Aufsicht auf eine Räumerfläche;

Fig. 5 Flügelprofil und Sieb im Schnitt;

Fig. 6 Teil eines mit Leisten versehenen Räumers;

Fig. 7 Teil eines mit Bumps versehenen Räumers.

In Fig. 1 sind Teile des Räumers 1 und Siebes 2 dargestellt in einer Anordnung, in der sie zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet sind. Das Sieb 2 ist hier mit runden Sortieröffnungen 8 versehen, deren kleinster Durchmesser d vorzugsweise 1,5 bis 4 mm beträgt. Bei dem hier gezeigten Beispiel ist die Sieboberfläche 6 glatt, d. h. außer den Mündungen für die Sortieröffnungen 8 sind keine hydraulisch wirksamen Nuten oder Erhebungen vorhanden. Der Räumer 1 ist auf seiner dem Sieb 2 zugewandten Seite mit einer nicht glatten Oberfläche 3 versehen. Diese Oberfläche 3 enthält nämlich eine Vielzahl von Vertiefungen 4, von denen hier nur zwei dargestellt sind. Ihr Profil ist mit Vorteil abgerundet, z. B. ein Halbkreis oder eine Halb-Ellipse. Bei Betrieb der Sortiervorrichtung, also bei Durchführung des Verfahrens, wird der Räumer 1 in Bewegungsrichtung 10 am Sieb 2 vorbei bewegt. Dabei werden in der Faserstoffsuspension - nur schematisch angedeutete - Mikrowirbel 5 erzeugt, welche den hydraulischen Stoffaustausch zwischen der Sieboberfläche 6 und dem Räumer 1 verstärken. Diese Mikrowirbel 5 laufen mit dem Räumer 1 mit. Dadurch wird, wie bereits beschrieben, eine optimale Freihaltung des Siebes 2 erreicht. Die Tiefe b der Vertiefungen 4 kann mit Vorteil zwischen 2 und 10 mm gewählt werden, wodurch die Mikrowirbel 5 in einer zweckmäßigen Größe entstehen. Die in Bewegungsrichtung 10 gemessene Breite a der Vertiefungen 4 liegt zweckmäßigerweise in der gleichen Größenordnung wie ihre Tiefe b. Um eine möglichst große Anzahl von Vertiefungen auf einem Räumer unterbringen zu können, kann der Abstand e zwischen benachbarten Vertiefungen z. B. kleiner sein als deren Breite a. Dabei wird davon ausgegangen, dass zumindest bestimmte Bereiche des Räumers 1 mit einer möglichst großen Anzahl von solchen Vertiefungen versehen werden sollen. Anzumerken ist, dass es lediglich eine Definitionsfrage ist, ob zur Durchführung des Verfahrens "Vertiefungen" benötigt werden oder "Erhöhungen", die sich nach der hier verwendeten Terminologie dann zwischen den Vertiefungen befinden. Beispielsweise zeigt die Fig. 6 einen Räumer 1, der mit parallel angeordneten Leisten 13 versehen ist. Zwischen den Leisten 13 befinden sich dann die Vertiefungen 4.

In der Fig. 2 ist die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Sieb 2' dargestellt, welches an seiner Zulaufseite nicht glatt, sondern mit einer Vielzahl von schrägen Flächen versehen ist. Solche Siebe sind bekannt, z. B. aus der EP 0 417 408-A1.

Fig. 3 zeigt perspektivisch einen Flügel 12 eines flügelförmig ausgebildeten Räumers, welcher eine gewölbte Oberfläche 3 aufweist. Die Oberfläche 3 ist mit einer Vielzahl von nutförmigen Vertiefungen 4 versehen, von denen hier nur einige gezeichnet sind. In der Regel werden sie an den Teilen des Räumers angebracht, die mit relativ geringem Abstand c (Fig. 1) am Sieb vorbei bewegt werden. Dabei wird der Abstand c am besten kleiner als die Tiefe b der Vertiefungen gewählt.

Fig. 4 zeigt schematisch die Aufsicht auf die Oberfläche 3 eines Räumers 1, bei dem die Vertiefungen 4 ebenfalls nutförmig sind. Ihre Quererstreckung f ist wesentlich kürzer als die Erstreckung des Räumers in dieser Querrichtung. Dadurch wird verhindert, dass sich eine Querströmung in den Nuten ausbildet, die zu einem weitreichenden Stofftransport quer zur Bewegungsrichtung 10 des Räumers führen würde. In den Fällen, in denen ein solcher Stofftransport jedoch gewünscht wird, z. B., um das Abgewiesene schnell in den Rejektauslauf zu leiten, können die Nuten relativ lang gehalten werden oder sich über die ganze Oberfläche des Räumers erstrecken. Den letztgenannten Fall zeigt die Fig. 3. Alternativ sind in Fig. 2 auf einem Teil der Oberfläche 3 des Räumers 1 Vertiefungen 4' angedeutet, die die Form von Kugelabschnitten haben.

Wird zur Siebräumung ein Flügelprofil verwendet, so ist die Kombination der an sich bekannten Foilwirkung mit den erfindungsgemäß erzeugten Mikrowirbeln möglich. So zeigt die Fig. 5 einen Flügel 12 im Schnitt mit einer Vertiefung 4, die sich im Saugbereich des Foils befindet. Das ist der Bereich, der der maximalen Annäherung des Flügels 12 an das Sieb 2 folgt.

Auch mit Siebräumern, die aus einer Trommel bestehen, die mit einer Vielzahl von abgerundeten Vorsprüngen, sogenannten Bumps 14, versehen ist, kann die Erfindung durchgeführt werden. Wie als Beispiel die Fig. 7 zeigt, lassen sich auch solche Bumps 14 mit Vertiefungen 4 versehen, seien sie nun nutförmig wie hier oder z. B. Kugelabschnitte.

Claims (18)

1. Verfahren zum Sortieren einer Faserstoffsuspension, bei dem die Suspension durch ein Sieb (2) in mindestens zwei Fraktionen aufgeteilt wird, wobei mindestens ein relativ zu diesem bewegter Räumer (1) zur Siebfreihaltung verwendet wird, der an seiner dem Sieb (2, 2') zugewandten Seite mit einer nicht glatten Oberfläche (3) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe der Relativbewegung zwischen dem Räumer (1) und der ihn umgebenden Faserstoffsuspension Mikrowirbel (5) erzeugt und zusammen mit der Oberfläche des Räumers (1) entlang dem Sieb (2, 2') bewegt werden, welche den hydraulischen Stoffaustausch zwischen der Sieboberfläche (6) und dem Räumer (1) verstärken, wozu die nicht glatte Oberfläche (3) des Räumers (1) eine Vielzahl von Vertiefungen (4, 4') aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachsen (9) der Mikrowirbel (5) parallel zur Sieboberfläche (6) und senkrecht zur Bewegungsrichtung (10) des Räumers (1) ausgerichtet sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe (b) der Vertiefungen (4, 4') zwischen 2 und 10 mm gewählt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe (b) der Vertiefungen (4, 4') zwischen 2 und 5 mm gewählt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe (b) der Vertiefungen (4, 4') mindestens so groß gewählt wird wie der Abstand (c), den die Oberfläche des Räumers (1) zur Sieboberfläche (6) einnimmt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (a) der Vertiefungen (4, 4'), in Bewegungsrichtung (10) gesehen, zwischen 2 und 20 mm gewählt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (a) der Vertiefungen (4, 4'), in Bewegungsrichtung (10) gesehen, zwischen 2 und 10 mm gewählt wird.

8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass längliche Vertiefungen (4, 4') verwendet werden, deren Quererstreckung (f) nur über einen Teil der in der gleichen Richtung liegenden Erstreckung des Räumers (1) reicht.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass längliche Vertiefungen (4) verwendet werden, deren Quererstreckung (f) über die ganze in der gleichen Richtung liegenden Erstreckung des Räumers (1) reicht.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Vertiefungen (4') verwendet werden, deren Form einem Kugelabschnitt entspricht.

11. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenkontur der Vertiefungen (4, 4) gerundet ist.

12. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb (2, 2') ein zylindrischer Siebkorb ist und dass ein Räumer mit zylindrischer Oberfläche verwendet wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein ebenes Sieb verwendet wird.

14. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Räumer mit mehreren Flügeln (12) verwendet wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (4, 4') in dem Teil des Flügelprofils angebracht sind, in dem durch die Bewegung des Flügels (12) bezüglich des Siebes (2, 2') eine Saugwirkung erzeugt wird.

16. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Räumer mit einem zylindrischen Grundkörper verwendet wird, auf dem mit Vertiefungen (4) versehene Bumps (14) angebracht sind.

17. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sieb (2) verwendet wird, welches an seiner dem Räumer (1) zugewandten Sieboberfläche (6) lediglich die Mündungen zu den Sieböffnungen (8) und keine hydraulisch wirksamen Vorsprünge oder Nuten aufweist.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lochsieb verwendet wird mit runden Sortieröffnungen (8), deren kleinster Durchmesser (d) zwischen 1,5 und 10 mm liegt.